金屬拉伸試驗(yàn)需注意的兩個(gè)問(wèn)題
雖然說(shuō)每一個(gè)試驗(yàn)機(jī)廠家對(duì)金屬拉伸都很熟悉，但是真正完夠把標(biāo)準(zhǔn)以及標(biāo)準(zhǔn)后面的理由吃透的廠家并不多，所以現(xiàn)在每一個(gè)試驗(yàn)機(jī)廠家在指導(dǎo)用戶(hù)完成金屬拉伸試驗(yàn)的時(shí)候一般是從他們自己設(shè)備的能力出發(fā)，以zui簡(jiǎn)單的方式來(lái)完成試驗(yàn)，比如全部以橫梁位移的速度來(lái)完成整個(gè)試驗(yàn)過(guò)程。金屬拉伸試驗(yàn)還是有很多細(xì)節(jié)問(wèn)題非常值得我們重視。
首先是拉伸速度的問(wèn)題。在彈性變形階段，金屬的變形量很小而拉伸載荷迅速增大。這時(shí)候如果以橫梁位移控制來(lái)做拉伸試驗(yàn)，那么速度太快會(huì)導(dǎo)致整個(gè)彈性段很快就被沖過(guò)去。以彈性模量為200Gpa的普通鋼材為例，如果標(biāo)距為50mm的材料，在彈性段內(nèi)如以10mm/min的速度進(jìn)行拉伸試驗(yàn)，那么實(shí)際的應(yīng)力速率為 200000N/mm2S-1×10mm/min×1min/60S×1/50mm=666N/mm2S-1 一般的鋼材屈服強(qiáng)度就小于600Mpa，所以只需要1秒鐘就把試樣拉到了屈服，這個(gè)速度顯然太快。所以在彈性段，一般都選擇采用應(yīng)力速率控制或者負(fù)荷控制。塑性較好的材料試樣過(guò)了彈性段以后，載荷增加不大，而變形增加很快，所以為了防止拉伸速度過(guò)快，一般采用應(yīng)變控制或者橫梁位移控制。所以在GB228-2002里面建議了，“在彈性范圍和直至上屈服強(qiáng)度，試驗(yàn)機(jī)夾頭的分離速率應(yīng)盡可能保持恒定并在規(guī)定的應(yīng)力速率的范圍內(nèi)（材料彈性模量E/（N/mm2）＜150000，應(yīng)力速率控制范圍為2—20（N/mm2）?s-1、材料彈性模量E/（N/mm2）≥150000，應(yīng)力速率控制范圍為6—60（N/mm2）?s-1＝。若僅測(cè)定下屈服強(qiáng)度，在試樣平行長(zhǎng)度的屈服期間應(yīng)變速率應(yīng)在0.00025/s～0.0025/s之間。平行長(zhǎng)度內(nèi)的應(yīng)變速率應(yīng)盡可能保持恒定。
在塑性范圍和直至規(guī)定強(qiáng)度（規(guī)定非比例延伸強(qiáng)度、規(guī)定總延伸強(qiáng)度和規(guī)定殘余延伸強(qiáng)度）應(yīng)變速率不應(yīng)超過(guò)0.0025/s。”。這里面有一個(gè)很關(guān)鍵的問(wèn)題，就是應(yīng)力速度與應(yīng)變速度的切換點(diǎn)的問(wèn)題。是在彈性段結(jié)束的點(diǎn)進(jìn)行應(yīng)力速度到應(yīng)變速度的切換。在切換的過(guò)程中要保證沒(méi)有沖擊、沒(méi)有掉力。這是拉力試驗(yàn)機(jī)的一個(gè)非常關(guān)鍵的技術(shù)。
其次是引伸計(jì)的裝夾、跟蹤與取下來(lái)的時(shí)機(jī)。對(duì)于鋼材的拉伸的試驗(yàn)，如果要求取zui大力下的總伸長(zhǎng)（Agt），那么引伸計(jì)就必須跟蹤到zui大力以后再取下。對(duì)于薄板等拉斷后沖擊不大的試樣，引伸計(jì)可以直接跟蹤到試樣斷裂；但是對(duì)于拉力較大的試樣，的辦法是試驗(yàn)機(jī)拉伸到zui大力以后開(kāi)始保持橫梁位置不動(dòng)，等取下引伸計(jì)以后在把試樣拉斷。有的夾具在夾緊試樣的時(shí)候會(huì)產(chǎn)生一個(gè)初始力，一定要把初始力消除以后再夾持引伸計(jì)，這樣引伸計(jì)夾持的標(biāo)距才是試樣在自由狀態(tài)下的原始標(biāo)距。
